钢结构插入式柱脚的栓钉应该如何布置？

点击量：131时间：2024/11/20 16:28:38

1.布置原则

受力合理原则：栓钉的布置应根据柱脚的受力情况来确定，重点考虑柱脚所承受的轴力、剪力和弯矩的传递路径。在剪力较大的方向和部位，应适当加密栓钉的布置，以有效抵抗水平剪力。对于承受较大弯矩的柱脚，栓钉应在受拉和受压区合理分布，保证钢柱和混凝土基础之间能够协同工作，将弯矩引起的拉力和压力可靠地传递。

间距和边距要求：栓钉之间需要保持一定的间距，以保证每个栓钉能够充分发挥其抗剪等性能，同时避免相互干扰。一般来说，栓钉的间距不应小于5倍栓钉直径，从构件边缘到栓钉中心的距离（边距）不应小于3.5倍栓钉直径。这样可以防止栓钉安装过程中对钢构件边缘造成损伤，并且保证在受力时栓钉周围的混凝土有足够的承载能力。

均匀对称原则：为了保证柱脚在各个方向的受力性能均衡，栓钉的布置应尽量均匀、对称。在圆形柱脚中，栓钉通常呈环形布置，并且在圆周方向上均匀分布；在方形或矩形柱脚中，栓钉可以按照行列形式布置，行列间距要符合上述间距要求，并且要保证在柱脚的各个边和角部都有合理的栓钉分布，避免出现局部受力过大或过小的情况。

2.具体布置方式

根据剪力方向布置：当已知柱脚的主要剪力方向时，如在风荷载或地震作用下水平剪力方向较为明确，栓钉应在与剪力方向垂直的平面内适当加密。例如，在单向水平剪力作用下，可在柱脚的前后两侧（垂直于剪力方向）布置较多的栓钉，并且可以采用交错排列的方式，增加抵抗剪力的截面面积。对于双向剪力作用的情况，如在角柱位置，栓钉的布置应在两个相互垂直的方向上都进行适当加强，形成网格状或交叉状的布置形式。

考虑弯矩分布布置：在承受弯矩的柱脚中，栓钉在受拉区和受压区的分布密度可以根据弯矩大小和钢柱截面特性来确定。在弯矩较大的一侧，尤其是受拉侧，栓钉的间距可以适当缩小，以增强钢柱与混凝土之间的拉力传递。同时，在受压侧也要保证有足够的栓钉，使混凝土能够有效地承受压力。例如，对于工字形钢柱，在柱脚翼缘对应的位置，由于弯矩作用下翼缘的拉应力和压应力较大，应在翼缘范围内加密栓钉布置，而在腹板对应的位置，栓钉间距可以适当放大。

圆形柱脚布置示例：对于圆形柱脚，假设柱脚直径为D，栓钉直径为d。栓钉可以沿着圆周等间距布置，一般间距为（5-7）d。在靠近圆周边缘的位置，栓钉的边距应满足不小于3.5d的要求。例如，当栓钉直径为19mm时，栓钉间距可以在95-133mm之间选择，边距不应小于66.5mm。同时，根据柱脚的受力情况，在垂直于主要受力方向的直径两端，可以适当增加栓钉数量，以增强抵抗剪力的能力。

方形柱脚布置示例：在方形柱脚中，设柱脚边长为L，栓钉直径为d。栓钉可以按照行列方式布置，行间距和列间距一般在（5-7）d之间。从柱脚边缘到头一排栓钉中心的距离不应小于3.5d。例如，当栓钉直径为16mm时，行间距和列间距可以在80-112mm之间，边距不应小于56mm。在柱脚的四个角部，可以适当增加栓钉数量，或者采用加大栓钉直径的方式，增强角部的抗剪和局部承压能力，因为角部在受力时往往是应力集中的部位。